在单片机开发过程中,从硬件设计到软件设计几乎是开发者针对本系统特点亲自完成的。这样虽然可以降低系统成本,提高系统的适应性,但是每个系统的调试占去了总开发时间的2/3,可见调试的工作量比较大。单片机系统的硬件调试和软件调试是不能分开的,许多硬件错误是在软件调试中被发现和纠正的。
但通常是先排除明显的硬件故障以后,再和软件结合起来调试以进一步排除故障。可见硬件的调试是基础,如果硬件调试不通过,软件设计则是无从做起。本文结合作者在单片机开发过程中体会,讨论硬件调试的技巧。
当硬件设计从布线到焊接安装完成之后,就开始进入硬件调试阶段,调试大体分为以下几步。
1硬件静态的调试。
1.1排除逻辑故障;将地址送入dptr
movxa,@dptr
将译码地址外ram中的内容送入accnop;适当延时sjmpmain;循环。
执行程序后,就可以利用示波器观察芯片的片选信号引出脚(用示波器扫描时间为1μs/每格档),这时应看到周期为数微秒的负脉冲波形,若看不到则说明译码信号有错误。
对于电平类信号,观测起来就比较容易。例如对复位信号观测就可以直接利用示波器,当按下复位键时,可以看到8031的复位引脚将变为高电平;一旦松开,电平将变低。
总而言之,对于脉冲触发类的信号我们要用软件来配合,并要把程序编为死循环,再利用示波器观察;对于电平类触发信号,可以直接用示波器观察。
下面结合在自动配料控制系统中键盘、显示部分的调试过程来加以说明。本系统中的键盘、显示部分都是由并行口芯片8155扩展而成的。8155属于可编程器件,因而很难划分硬件和软件,往往在调试中即使电路安装正确没有一定的指令去指挥它工作,也是无法发现硬件的故障。
因此要使用一些简单的调试程序来确定硬件的组装是否正确、功能是否完整。在本系统中采取了先对显示器调试,再对键盘调试。
1)显示器部分调试为了使调试顺利进行,首先将8155与led显示分离,这样就可以用静态方法先测试led显示,分别用规定的电平加至控制数码管段和位显示的引脚,看数码管显示是否与理论上一致。不一致,一般为led显。
示器接触不良所致,必须找出故障,排除后再检测8155电路工作是否正常。对8155应进行编程调试时,分为两个步骤:第一,对其进行初始化(即写入命令控制字,最好定义为输出方式)后,分别向pa、pb、pc三个口送入#0ffh,这时可以利用万用表测试各口的位电压为3.8 v左右,若送入#00h,这时各口的位电压应为0.03v;第二,将8155与led结合起来,借助开发机,通过编制程序(最好采用“8”字循环程序)进行调试。
若调试通过后,就可以编制应用程序了。
2)键盘调试一般显示器调试通过后,键盘调试就比较简单,完全可以借助于显示器,利用程序进行调试。利用开发装置对程序进行设置断点,通过断点可以检查程序在断点前后的键值变化,这样可知键盘工作是否正常。
以上讨论了借助简单工具对单片机硬件调试的方法,这些方法如果利用得好,就可以大大缩短单片机的开发周期。
这类故障往往由于设计和加工制板过程中工艺性错误所造成的。主要包括错线、开路、短路。排除的方法是首先将加工的印制板认真对照原理图,看两者是否一致。
应特别注意电源系统检查,以防止电源短路和极性错误,并重点检查系统总线(地址总线、数据总线和控制总线)是否存在相互之间短路或与其它信号线路短路。必要时利用数字万用表的短路测试功能,可以缩短排错时间。
1.2排除元器件失效。
造成这类错误的原因有两个:一个是元器件买来时就已坏了;另一个是由于安装错误,造成器件烧坏。可以采取检查元器件与设计要求的型号、规格和安装是否一致。
在保证安装无误后,用替换方法排除错误。
1.3排除电源故障。
在通电前,一定要检查电源电压的幅值和极性,否则很容易造成集成块损坏。加电后检查各插件上引脚的电位,一般先检查vcc与gnd之间电位,若在5v~4.8v之间属正常。若有高压,联机**器调试时,将会损坏**器等,有时会使应用系统中的集成块发热损坏。
2联机**调试。
联机**必须借助**开发装置、示波器、万用表等工具。这些工具是单片机开发的最基本工具。
信号线是联络8031和外部器件的纽带,如果信号线连结错误或时序不对,那么都会造成对外围电路读写错误。51系列单片机的信号线大体分为读、写信号线、片选信号线、时钟信号线、外部程序存贮器读选通信号(psen)、地址锁存信号(ale)、复位信号等几大类。这些信号大多属于脉冲信号,对于脉冲。
信号借助示波器(这里指通用示波器)用常规方法很难观测到,必须采取一定措施才能观测到。应该利用软件编程的方法来实现。例如对片选信号,运行下面的小程序就可以检测出译码片选信号是否正常。
试论单片机应用系统硬件调试技巧
作者 赵伟博。卷宗 2016年第12期。摘要 单片机的调试工作是重点环节,其中硬件调试是基础。在硬件调试中可以使用静态调试和联机 调试,借助各种调试工具对元器件 电源 逻辑错误 信号 显示器以及键盘等进行高度,确保通电后,系统能够稳定运行。关键词 单片机应用系统 硬件调试 静态调试 联机 调试。单片...
级单片机应用系统设计安排
一 设计时间 电信08101班14 15周 电信08103班17 18周 二 设计题目。设计题目及要求 可从以下题目中任选一题,每题限一组2人。每题的设计要求 a.设计出完整的接口电路。b.编写出全部程序。c.在实验系统上调试通过。1.单片机多模式带 跑马灯的设计 可以进行设置并显示3种以上模式的花...
单片机应用大作业
单片机。大作业报告。目录。一 设计任务和性能指标 1.1设计任务 1.2性能指标 二 设计方案 三 系统硬件设计 3.1主控制器at89c52最小系统 3.2时钟电路ds1302 3.3显示电路的设计 3.4键盘接口的设计 四 系统软件设计 4.1主程序设计 4.2阴历子程序设计 4.3显示子程序设...